水污染控制工程

第九章1、 污水的类型与特征：生活污水，工业废水，初期雨水，城镇污水。2、 污水污染指标：物理性质、化学性质、生物性质三类。物理牲*温度：氧在水中的饱和溶解度随水温升高而减少，较高的水温又加速好氧反应，可导致水体缺氧与水质恶化；色度：表色：悬浮性物质。真色：溶解性物质；嗅和味；固体物质:TS=SS+DSTS=VS+FS化学性质：有机物指标：BOD：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量成为生化需氧量。Mg/L间接反映了水中可生物降解的有机物量。生活污水5日生化需氧量约为第一阶段生化需氧量的70%左右。COD：化学需氧量是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂的量，mg/LTOD/TOC：两者的测定都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以氧表示，后者以碳表示。TOD/TOC>4说明水中有S,P存在TOD/TOC<2.67说明水中有NO3-,NO2-存在无机物：pH：—般要求处理后污水的pH在6-9之间。富营养化：湖泊中植物营养元素含量增加，导致水生植物和藻类的大量繁殖，藻类过度繁殖造成水中溶解氧的急剧变化，一定时间内使水体处于严重缺氧的状态，从而严重影响鱼类的生存。N、P、蓝藻。P：0.02mg/LN:0.2mg/L生物：细菌总数:37°C24h;大肠菌群：易检测。3、 水体自净作用：河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。净化机制：物理净化、化学净化、生物净化污水排入河流的混合过程：竖向混合阶段、横向混合阶段、段面充分混合阶段。当难以生物降解的持久性污染物随污水稳态排入河流后，经过混合过程到达充分混合段时，污染物浓度可由质量守恒定律得出河流完全混合模式：c=(cQ+cQ)/(Q+Q)wwhhwh4、 氧垂曲线：书本P9。5、 水环境质量标准：书本P11。第十章1、 通过物理方面的重力或机械力作用使城镇污水水质发生变化的处理过程称为污水的物理处理。主要方法有：筛滤截留法；重力分离法；离心分离法。2、 格栅：格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及其相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。3、 倾斜安装的作用：增加格栅栅除表面积；便于清渣；防止水头损失过大。4、 格栅作用：截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物、配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常进行。5、 格栅种娄：按栅条净间隙，可分为粗格栅、中格栅、细格栅。按格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅。6、 按清渣方式，可分为人工清渣和机械清渣两种。每天的栅渣量大于0.2m3时，为改善劳动和卫生条件，都应采用机械清渣方法。7、 格栅栅条的断面形状有圆形、矩形、方形或其他流线形，圆形或按流线修圆的断面水力条件较方形好。目前多采用断面形式为矩形的栅条。8、 格栅的设计计算：书本P239、 筛网：杂质为纤维，纸浆；场地有限，可用筛网代替初沉池。10、 沉淀类型：自由沉淀；絮凝沉淀；区域沉淀；成层沉淀。11、 自由沉淀理论基础：式10-11P29.即为球状颗粒自由沉淀的沉速公式，也称斯托克斯公式。该式表明，颗粒沉速与下列因素有关：P29.水力负荷:Q/A一般称为沉淀池的表面水力负荷，或称沉淀池的溢流率，常用符号q表示，它的物理意义是，在单位时间内通过沉淀池单位面积的流量，q的单位是：ma/（m2-h）或ma/（m2-s）,也可简化为m/h或m/s。q=Q/A可以看出,理想沉淀池中，110与q在数值上相同，但它们的物理概念不同。可见，只要确定需要去除颗粒的沉速u0,就可以求得理想沉淀池的溢流率或表面水力负荷。沉砂池：其设*的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。沉淀池：按工艺布置的不同，可分为初沉池和二沉池。按池内水流方向不回分为平流式（计算P48）、竖流式和辐流式（大型沉淀池，排泥方便）三种。P44表。竖流式沉淀池适用于小型污水处理厂。斜板（斜管）沉淀池的构造：哈真浅池理论认为，把沉淀池水平分为n层，就可以把处理能力提高n倍，为了解决沉淀池排泥的问题，浅池理论在设计应用时，把水平隔板改为在沉淀区设置倾角为a的斜板或斜管，a通常采用60。。缺点：排泥增加，不畅。废水中油的存在形态：可浮油，细分散油，乳化油，溶解油。破乳的方法：基本原理即破坏油滴界面上的稳定薄膜，使油、水得以分离。途径：P61气浮法是一种有效的固-液和液-液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。气浮法处理工艺必须满足下述基本条件：1必须向水中提供足够量的细微气泡；2必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态；3必须使气泡与悬浮的物质产生黏附作用。气浮法的类型:按产生微细气泡的方法，气浮法分为：电解气浮法，分散空气气浮法（小型污水处理厂），溶解空气气浮法。溶解空气气浮法是在一定的压力下让空气溶解在水中，然后在减压条件下析出溶解空气，形成微气泡。加压溶气气浮法：水中悬浮颗粒是否能与气泡黏附，与气、水、颗粒间的界面能力有关。第十一章根据微生物生长方式的不同，生物处理技术又分成悬滓生长法和附着生长法两类。污水生物处理是微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陈代谢功能，对污水中的污染物质进行分解和转化。发酵是指微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生不同的代谢产物。P84表11-1葡萄糖三种分解代谢方式的产能结果脱氮除磷：P86-87微生物生长曲线P87微生物的营养：对微生物来讲，碳、氮、磷营养有一定的比例，一般为BOD5:N:P=100:5:1。一般好氧微生物处理中的微生物多属中温微生物，其生长繁殖的最适温度范围为20-37°C。细菌放线菌藻类和原生动物的pH的适应范围是4.0-10.0之间。重金属能与细胞内的蛋白质结合，使酶变质失去活性。此外还有有机毒物和无机物比如S042-o反应系数：Y=dX/dS,又称产率系数,g（生物量）/g（降解的底物）。反应速率与一种反应物A的浓度SA成正比时，称这种反应对这种反应物为=级反应；反应速率与两种反应物A、B的浓度SA、SB成正比时，或与一种反应物A的浓度SA的平方成正比时，称这种反应为二级反应；反应速率与SA-SB2成正比时，称这种反应为三级反应，也可称这种反应是A的一级反应或B的二级反应；反应速率不受反应物浓度影响时，称这种反应为零级反应。第十二章活性污泥组成可分为四部分：有活性的微生物Ma；微生物自身氧化残留物Me；吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物Mi；无机悬浮固体Miio混合液悬浮固体浓度MLSS:指曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也称之为污泥浓度。混佥液挥发性悬浮固体物质MLVSS:是指混合液悬浮固体中有机物的质量。污泥沉降比SV%:是指曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数，通常采用1L的量筒测定污泥沉降比。污泥体积指数SVI:是指曝气池混合液沉淀30min后，每单位质量干泥形成的湿污泥的体积，常用单位mL/g。SVI=沉淀污泥的体积（mL/L）/MLSS（g/L）。SVI值是判断污泥沉降浓缩性能的一个重要参数。通常认为SVI值为100-150时，污泥沉降性能良好；SVI值＞200时，污泥沉降性能差；SVI值过低时，污泥絮体细小紧密，含无机物较多，污泥活性差。活性污泥法的基本流程：包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成成分。见图12-1P103吸附阶段很短，一般在15-45min左右就可完成吸附过程，而稳定阶段较长。P104曝气池实质上是一个反应器，它的池型与所需的水力特征及反应要求密切相关，主要分为推流式、完全混合式、封闭环流式及序批式四大类。序批式反应池SBR属于“注水-反应-排水”类型的反应器。曝气池活性污泥处于生长旺盛期。纯氧曝气的缺点主要是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。水池顶部必须密闭不漏气，结构要求高。如果进水中混入大量易挥发的碳氢化合物，容易引起爆炸。SBR工艺与连续流活性污泥法工艺相比有一些优点：P117双膜理论:P128生物脱氮工艺：三段生物脱氮工艺，该工艺是将有机物氧化、硝化及反硝化段独立开来。A2/O工艺：P159SBR的脱氮除磷功能：P162。表12-4生物脱氮除磷系统的影响因素：主要有三类：1）环境因素，如温度、pH、DO;2）工艺因素，如污泥泥龄、各反应区的水力停留时间、二沉池的沉淀效果；3）污水成分，如污水中易降解有机物浓度，BOD5与N、P的比值等。图12-48，图12-49:P167;图12-50：P168。总凯氏氮TKN是由氨氮和有机氮组成。水力负荷；有机负荷；典汲龄SRT,经验表明，通常活性污泥法系统的微生物平均停留时间约为水力停留时间的20倍，延时曝气系统的比例为30:1,甚至为40:1。对于高负荷系统，其比例接近10:1；回流污泥浓度X=RXr/（1+R）；曝气池的构造；pH和碱度，活性污泥通常运行在pH=6.5-8.5的条件下。pH之所以能保持在这个范围，是由于污水中的蛋白质代谢后产生的碳酸铵碱度和从原水中带来的碱度所致。工业废水中经常缺少蛋白质，因而会产生pH过低的问题；活性污泥膨胀，沉降性能恶化并不都是污泥膨胀现象，一般认为SVI值超过200,就属于污泥膨胀。丝状菌性膨胀P187,主要是以浮游球衣菌为代表的有鞘细菌和以丝硫细菌为代表的硫细菌。负荷低或高都不易发生污泥膨胀，不设初沉池的活性污泥法，SVI值较低，不容易发生污泥膨胀。非丝状菌膨胀，抑制措施:P188。完全混合式最易发生活性污泥膨胀，序批式最不易发生。P145例12-1第十三章生物膜法适用于小型污水处理厂。生物膜：是指以附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主，包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物等组成，并具有较强的吸附和生物降解性能的结构。填料表面的生物膜中的生物种类相当丰富，一般由细菌（好氧、厌氧、兼性）、真菌、原生动物、后生动物、藻类以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫等组成。生物膜的微生物除了含有丰富的生物相这一特点外，还有着其自身的分层分布特征。往下的层次，随着污水中有机物浓度的下降，可能会出现丝状菌、原生动物和后生动物，但是生物量即膜的厚度逐渐减少。到了下层，污水浓度大大下降，生物膜更薄，生物相以原生动物、后生动物为主。处理工艺方面的特征：对水质水量变动有较强的适应性；适合低浓度污水的处理，生物膜处理法对低浓度污水，能够取得良好的处理效果，正常运行时可使BOD5为20-30mg/L（污水），出水BOD5值降至10mg/L以下；剩余污泥产量少，生物膜中较长的食物链，使剩余污泥量明显减少了。特别在生物膜较厚时，厌氧层的厌氧菌能够降解好氧过程合成的剩余污泥，使剩余污泥量进一步减少，污泥处理与处置费用随之降低。通常，生物膜上脱落下来的污泥，相对密度较大，污泥颗粒个体业较大，沉降性能较好，易于固体分离；运行管理方便。生物滤池布水设备：设置布水设备的目的是为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上。生物滤池的布水设备分为两类：旋转布水器和固定布水器系统。工业废水生物滤池的挂膜训化有两种方式：一种是从其他工厂废水处理设施或城市污水厂，取来活性污泥或生物膜碎屑，进行挂膜，驯化。另一种即用生活污水，城市污水或回流出水，替代部分工业废水进行运行挂膜-驯化，运行过程中把二沉池中的污泥不断回流到滤池的进水中。第十四章停留时间：t=E/K（100-E）E—去除率％K—系数结构良好的表层土壤中存在土壤-水-空气三相体系。在这个体系中，土壤胶体和土壤微生物是土壤能够容纳、缓冲和分解多种污染物的关键因素。其对各项污染物的去除机理如下：悬浮固体的去除，悬浮固体SS的去除机理为过滤节流作用、沉淀、生物的吸附及作物的阻截作用；BOD的去除，BOD进入土地处理系统以后，在土壤表层区域即通过过滤、吸附作用被截留下来，然后通过土壤层中生长着的细菌、真菌、原生动物、后生动物，甚至像蚯蚓那样的动物作用将其最后降解；氮的去除，机理主要包括作物吸附吸收、生物脱氮以及挥发；磷的去除，污水中的磷可能以聚磷酸盐、正磷酸盐等无机磷和有机磷形式存在。土地处理系统中磷的去除过程包括植物根系吸收、生物作用过程、吸附和沉淀等。第十五章厌氧生物处理对象：高浓度有机废水，1000mg/L;污泥；生物质一CH4。特点：节能又产能一CH4;污泥量少；能处理高浓度污水。不足：出水水质较差，一般不能直接排放；产甲烷菌对环境条件要求严格；有一定气味（H2S）。三阶段理论P275第一水解发酵，参与这个阶段的水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌;第二产氢产乙酸，在该阶段，产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢，并有CO2产生；第三产甲烷.在该阶段中.产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H和CO等转化成甲烷。2第十六章污水的化学处理是典化学反应的作用以去除水中的杂质。它的处理对象主要是污水中的无机的或有机的（难于生物降解的）溶解物质或胶体物质。中和法：湿投加法；过滤法：石灰石，白云石。化学混凝法：对象，主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂质。胶体稳定性原因:由于电位离子的静电引力，在其周围又吸附了大量的电荷相反的离子.形成了所谓“双电层”，使胶粒带电.由于胶粒带点现象，带相同电荷的胶粒产生静电斥力；受水分子热运动的撞击,使微粒在水中做不规则的运动,即“布朗运动”：胶粒之间还存在着相互引力一范德华引力.一般水中的胶粒Z电位较高。其相互间斥力不仅与Z电位有关，还与胶粒的间,距有关，,距离越近，斥力越大一而布朗运动的动能不足以将两胶粒推进到使范德华引力发挥作用的距离一因此.胶体微粒不能相互聚结，而是长期保持稳定的分散状态。斥力：静电斥力，水化作用（水化膜）。胶体=胶核+吸附层扩散层+胶核+吸附层=胶体团引力：布朗运动：范德华力影响混凝效果的主要因素：水温；pH;水中的杂质的成分、性质和浓度；水力条件化学混凝设备：溶解装置；投加装置；混合设备：反应装置（往复式隔板反应池，水流速逐级递减）化学沉淀法对象：水，离子化合物。溶解度和溶度积见笔记氧化还原法卜见笔记吸附法离子交换法膜析法：是利用天然或人工合成膜以外界能量或化学心作推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。第十七章中水：排水（污水）处理后达到回用标准，满足某种要求的回用水。其介质介于上水（自来水）和下间接回用：农用：污水灌溉，重金属污染问题；城市杂用：对ss要求不高，对N.P和硬度要求不高，对大肠杆菌要求严格；工业用水：对硬度要求高；环境用水：对水中N,P要求高富营养化：指静止水体中，N,P超标，会导致水中藻类等水生生物的异常繁殖，从而互相争夺空间，使DO急剧变化，藻类尤其是蓝藻，产生大量藻毒素，导致鱼类死亡。鱼类的腐败分解又消耗水中的DO，导致湖泊退化成沼泽。第十八章初沉池和二沉池的污泥在处置前常需处理，处理的目的在于:1）降低含水率，使其变流态为固态，同时减少数量；2）稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。对于含水率为P0,体积为V0,相对密度为丫0的污泥，经浓缩后含水率变为P,体积变为V,相对密度变为Y。则，当Y]与Y2，及P与P